物理同步优化指导（教科选修33）课件：第4章 3、4、5　宏观过程的方向性 热力学第二定律 初识熵.pptVIP

; 1．了解自然界中热传导方向性的实例． 2．了解热力学第二定律的两种不同的表述，以及这两种表述的物理实质，并注意对热力学第二定律的理解和运用． 3．知道熵的概念，了解熵增原理，能用熵增原理认识自然界中能量转化的方向性．;一、宏观过程的方向性 1．自然过程的方向性 (1)热传递的方向性：两个温度不同的物体相互接触时，热量会自发地从高温物体传给低温物体，而低温物体不可能自发地将热量传给高温物体． (2)扩散现象的方向性：两种不同的气体可以自发地进入对方，最后成为均匀的混合气体．气体的自由膨胀也是一种扩散现象，同样具有____________．;(3)机械能与内能转化的方向性． (4)其他过程的方向性：如燃烧过程、爆炸过程等都具有方向性． 2．不可逆过程：某过程只沿某个方向发生，而不可能在没有外界影响(或不产生其他影响)的情况下沿__________方向发生．这些过程我们称之为不可逆过程．; 二、热力学第二定律 1．热力学第二定律的克劳修斯表述：不可能把热量从________物体传递到________物体而不产生其他影响． 2．热力学第二定律的开尔文表述：不可能从单一热源吸取热量使之全部变为____________而不产生其他影响． ;三、初识熵 1．熵的概念：表示系统的____________程度．无序性大，熵________；无序性小，熵________． 2．对熵的进一步认识 (1)熵是系统____________的量度． (2)熵是____________过程的共同判据． (3)熵是系统状态的函数． 3．熵增原理：孤立系统的熵总是________的，或者孤立系统的熵总不________．;1．热量一定不能从低温物体传到高温物体吗？ 提示：不一定．如电冰箱靠外界“帮助”可以把热量从低温物体传到高温物体． 2．热力学第二定律表明热传导具有什么特性？ 提示：具有方向性，是不可逆的．; (多选)根据热力学第二定律，下列说法正确的是(　　) A．热机中燃气的内能不可能全部变成机械能 B．电能不可能全部转变成内能 C．在火力发电机中，燃气的内能不可能全部转变成电能 D．在热传导中，热量不可能自发地从低温物体传递给高温物体 ; 解析：凡是与热现象有关的宏观热现象都具有方向性．无论采用任何设备和手段进行能量转化，总是遵循“机械能可全部转化为内能，而内能不能全部转化为机械能，同时不引起其他变化”，故A正确．火力发电机发电时，能量转化的过程为内能→机械能→电能，因为内能→机械能的转化过程中会对外放出热量，故燃气的内能必然不能全部变为电能，C正确．; 热量从低温物体传递到高温物体不能自发进行，必须借助外界的帮助，结果会带来其他影响，这正是热力学第二定律第一种(克氏)表述的主要思想，故D正确．由电流热效应中的焦耳定律可知，电能可以全部转化为内能，故B错误． 答案：ACD; 与热现象有关的宏观物理过程具有方向性，是不可逆的，分析问题时要注意哪些过程可以“自发地”进行，哪些过程不会达到100%的转化而不产生其他影响．; 1.(多选)根据热力学第二定律，可知下列说法中正确的有(　　) A．热量能够从高温物体传到低温物体，但不能从低温物体传到高温物体 B．热量能够从高温物体传到低温物体，也可能从低温物体传到高温物体 C．机械能可以全部转化为内能，但内能不可能全部转化为机械能 D．机械能可以全部转化为内能，内能也可能全部转化为机械能;解析：根据热传递的规律可知热量能够从高温物体传到低温物体；当外界对系统做功时，可以使系统从低温物体吸取热量传到高温物体上去，制冷机(如冰箱和空调)就是这样的装置．但是热量不能自发地从低温物体传到高温物体，选项A错误，B 正确．一个运动的物体，克服摩擦阻力做功，最终停止；在这个过程中机械能全部转化为内能．外界条件发生变化时，内能也可以全部转化为机械能，如在等温膨胀过程中，系统吸收的热量全部转化为对外界做的功，选项C错误，D正确． 答案：BD; 关于永动机和热力学定律的讨论，下列叙述正确的是(　　) A．第二类永动机违反能量守恒定律 B．如果物体从外界吸收了热量，则物体的内能一定增加 C．外界对物体做功，则物体的内能一定增加 D．做功和热传递都可以改变物体的内能，但从能量转化或转移的观点来看这两种改变方式是有区别的; 思路点拨：热力学第二定律揭示了与热现象有关的物理过程的方向性，第二类永动机虽然不违背能量守恒定律，但与热力学第二定律不相符． 解析：第二类永动机违反热力学第二定律，并不违反能量守恒定律，故A错．据热力学第一定律ΔU＝W＋Q知内能的变化由做功W和热传递Q两个方面共同决定，只知道做功情况或只知道传热情况无法确定内能的变化情况，故B、C项错误．;做功和热传递都可改变物体内能，但做功是不同形式能的转化，而热传递是同种形式能间